Авторы

Развитие эксергетического метода анализа парокомпрессионных тепловых насосов при использовании экологически безопасных хладагентов

УДК 621.577

Развитие эксергетического метода анализа парокомпрессионных тепловых насосов при использовании экологически безопасных хладагентов

Малышев А. А., Живаев В. С., Малинина О. С.

Аннотация
Проведен анализ динамики использования тепловых насосов в мире в последние десятилетия. Выполнено сопоставление экологических показателей и термодинамических свойств используемых рабочих веществ R134a, R717, R410a, и перспективного РВ из класса гидрофторолефинов (ГФО): R1234yf. Для данных хладагентов проведен расчет эксергетических показателей действительных циклов ТНУ «воздух–воздух» и «вода–воздух» в зависимости от температуры окружающей среды. Для этих же условий получены расчетные зависимости отопительных и эксергетических КПД циклов и отдельных элементов ТН. Вычислены значения эксергетических КПД поршневого и спирального компрессоров в действительных циклах и оценены их влияния на показатели термодинамической эффективности ТН. Установлена возможность использования хладагента R1234yf в системах ТН с демонстрацией его преимущества, в сравнении с широко применяемыми аналогами

Ключевые слова: зеленые технологии, возобновляемые источники энергии, гидрофторолефины, высокоэффективные инженерные системы, тепловые насосы, инновационные хладагенты, эксергетический анализ, термотрансформаторы.

Список литературы

1. Бараненко А.В.Итоги деятельности МАХ в 2021 г. и задачи на 2022 г. (Доклад президента Международной академии холода на 29-м Общем годичном собрании 21 апреля 2022 г.) // Вестник Международной академии холода. 2022. №2. с. 4-12.

2. Heat Pumps – Analysis and key findings. A report by the International Energy Agency. Share this reporhttps: //www.iea.org/reports/heat-pumps

3. Baier P., Pietrucha U. District heating and district cooling with large centrifuge chiller-heat pumps // Proc. 10^th international Symposium on District heating and cooling. 3-5 September 2006, Hanover, Germany. 8p.

4. Jogg M. History of Heat Pumps. Swiss Contributions and International Milestones. Oberburg: Process and Energy Engineering CH-3414, Switzerland. 2008. 114p.

5. Heat pumps – technology and environmental impact. July 2005: Part 1

6. Guney C. Introduction to Ground Source Heat Pumps Virginia Cooperative Extension Bioenergy Engineering Education Program Appomattox, VA April 13, 2015.

7. Суслов А.В. Применение воздушных тепловых насосов в условиях холодного климата // Аква-Терм. 2009. № 3.

8. Калнинъ И.М., Савицкий А.И., Пустовалов С.Б. Тепловые насосы нового поколения // Холодильная техника. 2007. № 1. С. 46-50.

9. Economic analysis of air-water heat pump technologies .with a screening method. Doctoral Thesis By Gunda Mader. Division of Applied Thermodynamics and Refrigeration. Department of Energy Technology. Royal Institute of Technology. Stockholm, Sweden, 2015.

10.International Energy Agency Heat Pump Programme, Heat Pump Centre, c/o SPTechnical Research Institute of Sweden, Heat pumps can cut global CO₂ emissions by nearly 8%, Order no. HPC-BR6, Boras, 2014.

11. George Dogkas. Thermodynamic Analysis of Vuilleumier Heat Pumps. PhD Thesis. National Technical University of Athens School of Mechanical Engineering. Athens, September 2019.

12. Тепловые насосы в современной промышленности и коммунальной инфраструктуре. Информационно-методическое издание. М.: Издательство «Перо», 2016. 204 с.

13. Лунева С.К., Лепеш А.Г.Исследование эффективности функционирования теплового насоса. Технико-технологические проблемы сервиса. 2015. №4(34).

14. Елистратов С.Л. Комплексное исследование эффективности тепловых насосов. Автореферат дисс…д.т.н. Новосибирск. 2011.

15. Накоряков В.Е., Елистратов С.Л. Экологические аспекты применения парокомпрессионных тепловых насосов // Известия РАН. Энергетика. 2007. № 4. С. 76-83.

16. Малышев А.А., Татаренко Ю.В., Киреев В.С. Эксергетический анализ теплонасосных установок для различных климатических условий // Вестник Международной академии холода. 2019. № 1. С. 22-28.

17.Development of a Novel High Temperature Heat Pump System Als Dissertation genehmigt von der Technischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Tag der mündlichen Prüfung: 30.06.2015.

18.International Energy Agency, Free Publications, Co-generation and Renewables-Solutions for a low-carbon energy future, Paris, 2011. Accessible at:http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/co-generation-andrenewables-solutions-for-a-low-carbon-energy-future.html

19. International Energy Agency Heat Pump Programme, Heat Pump Centre, c/o SPTechnical Research Institute of Sweden, Heat pumps can cut global CO2emissions by nearly 8%, Order no. HPC-BR6, Boras, 2014.

20. Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Tag der mündlichen Prüfung: 30.06.20159.(11)International Energy Agency Heat Pump Programme, Heat Pump Centre, c/o SPTechnical Research Institute of Sweden, Heat pumps can cut global CO2emissions by nearly 8%, Order no. HPC-BR6, Boras, 2014.

21. ЦветковО.ББараненкоА.В. ЛаптевЮ.А. СапожниковС.З. ХовалыгД.М. ПятаковГ.Л.НаучныйжурналНИУИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование». 2014. № 3, с. 98-111.

22.Малинина О.С., Малышев А.А.. Низкотемпературные системы. Введение и инновационные направления развития: Учеб.-метод. пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2020. 56 с.

23. БараненкоА.В., Бухарин Н.Н., Пекарев В.И., Тимофеевский Л.С.Холодильные машины: учебник для студентов вузов специальности «Техника и физика низких температур»;Под общ. ред. Л.С. Тимофеевского. СПб.: Политехника, 2006.

Читать статью полностью